播期對糯玉米籽粒產(chǎn)量及品質(zhì)的影響

周 偉 崔福柱 段宏凱 郝國花 楊 慧 劉芮芮

（1山西農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院，030801，山西太谷；2山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院食用菌研究所，030000，山西太原）

我國是糯玉米生產(chǎn)與食用的起源地，糯玉米籽粒中含有人體所需的蛋白質(zhì)、淀粉、脂肪、纖維素、礦物質(zhì)等多種營養(yǎng)成分，其中糯玉米籽粒賴氨酸含量比普通玉米賴氨酸含量高出30%以上[1]。經(jīng)常食用糯玉米還可以降低膽固醇、預(yù)防心腦血管疾病[2]。在口感方面，與普通玉米相比，糯玉米具有糯、香、嫩、滑等特點(diǎn)[3]，且糯玉米易于被消化吸收，食用消化率提高20%以上[4]。隨著我國供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革的不斷深入，糯玉米播種面積、產(chǎn)量水平、產(chǎn)品質(zhì)量逐年提高，且我國已成為世界鮮食玉米第一生產(chǎn)與消費(fèi)國[5]。由于不同消費(fèi)者對糯玉米營養(yǎng)品質(zhì)、口感等方面有不同層次需求及為滿足種植戶追求更大的經(jīng)濟(jì)效益，采用分期播種進(jìn)行分批上市能夠充分提高糯玉米的價(jià)值。

在固定的生態(tài)區(qū)域內(nèi)，播期對作物生長發(fā)育有顯著影響[6]。在播期內(nèi)通過對糯玉米生育期內(nèi)不同生育階段的光照、溫度、水分等氣象因子的影響最終作用于籽粒的產(chǎn)量構(gòu)成因素及品質(zhì)的各種營養(yǎng)指標(biāo)[7]。適宜的播期能夠協(xié)調(diào)各種氣象因子，使其產(chǎn)量性狀、品質(zhì)參數(shù)達(dá)到最優(yōu)[8]。吳鳳蘭等[9]在研究夏播播期對玉米品種鄭黃糯2號產(chǎn)量和鮮食品質(zhì)的影響中提出產(chǎn)量呈先增加后降低的趨勢，且在鮮食品質(zhì)方面，籽粒粗淀粉含量和皮渣率隨著收獲期的延遲而增加，可溶性糖含量則降低。陸大雷等[10]在研究生長季節(jié)對糯玉米淀粉晶體結(jié)構(gòu)和糊化特性的影響中發(fā)現(xiàn)淀粉的晶體結(jié)構(gòu)和糊化特性在生長季節(jié)間存在顯著差異。楊歡等[11]研究播期對夏播糯玉米淀粉理化特性的影響，表明在夏播糯玉米生產(chǎn)中，可依據(jù)氣候條件與生產(chǎn)目標(biāo)確定適宜播期，提高黏度應(yīng)提早播種，降低回聲值應(yīng)推遲播種。

目前，有關(guān)不同播期對玉米產(chǎn)量和品質(zhì)的影響已有較多報(bào)道，相關(guān)研究成果對玉米優(yōu)質(zhì)高效生產(chǎn)具有重要的現(xiàn)實(shí)指導(dǎo)意義。然而，不同播期的玉米生長發(fā)育過程中在不同地區(qū)環(huán)境條件等存在明顯差異，而且由于各玉米品種的特性及玉米種植地區(qū)的不同，研究結(jié)果也不盡一致[9-10]。因此，本研究結(jié)合山西晉中地區(qū)糯玉米生產(chǎn)實(shí)際，將2個(gè)品種進(jìn)行分期播種試驗(yàn)，針對性地設(shè)計(jì)了6個(gè)播期，探討山西晉中地區(qū)糯玉米在不同播期下的產(chǎn)量及品質(zhì)，尋求山西糯玉米生產(chǎn)的適宜播期，以期為山西地區(qū)糯玉米的優(yōu)質(zhì)高效生產(chǎn)提供指導(dǎo)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)于2018年在山西農(nóng)業(yè)大學(xué)試驗(yàn)站（112°48′E、37°36′N）進(jìn)行。試驗(yàn)設(shè) 2個(gè)品種、6個(gè)播種期，品種為晉糯18號（A1）、晉糯20號（A2）。晉糯18號與晉糯20號都是由山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院玉米研究所經(jīng)多年選育而成，目前在山西省推廣面積較大，具有一定的代表性。晉糯18號籽粒白色，糯性強(qiáng)，香味濃，果皮薄，口感好；晉糯20號親本為天BN×hN1，籽粒紫紅色，柔軟細(xì)膩，糯中帶甜，口感純正。

播期設(shè)6個(gè)水平，分別為4月26日（B1）、5月10日（B2）、5月24日（B3）、6月7日（B4）、6月21日（B5）、7月5日（B6），重復(fù)3次。小區(qū)長5m，9行，36個(gè)小區(qū)。小區(qū)行距60cm，株距30cm，每穴點(diǎn)播2粒，分期播種，如果遇到土壤干旱要澆水確保幼苗順利出苗。2018年水、溫基本氣象條件如圖1、圖2，活動(dòng)積溫（≥10℃）如表1，無農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害發(fā)生，有代表性。

圖1 2018年糯玉米生育期溫度Fig.1 Temperature in growth period of waxy maize in 2018

圖2 2018年糯玉米生育期降水量Fig.2 Precipitation in growth period of waxy maize in 2018

表1 不同播期糯玉米生育期內(nèi)積溫（≥10℃）Table 1 Accumulated temperature (≥10℃ ) during the growth period of waxy maize in different sowing dates ℃

1.2 測定項(xiàng)目

對玉米各個(gè)生育期進(jìn)行觀察，保證小區(qū)糯玉米正常生長。玉米籽粒乳線消失、黑色層出現(xiàn)后各處理取樣40株測定穗長、穗粒重、百粒重，并對小區(qū)進(jìn)行測產(chǎn)。采用波通DA7250進(jìn)行收獲籽粒品質(zhì)分析。

1.3 數(shù)據(jù)分析

采用DPS 16進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，采用Microsoft Excel 2010進(jìn)行數(shù)據(jù)整理。采用Duncan法進(jìn)行差異顯著性分析，顯著性水平為5%。

2 結(jié)果與分析

2.1 播期與品種對糯玉米產(chǎn)量性狀的影響

播期與品種對糯玉米產(chǎn)量性狀有顯著影響（表2）。各播期下A1、A2穗長、百粒重、穗粒重、產(chǎn)量都隨著播期推遲總體上呈先升高后降低的變化趨勢。經(jīng)方差分析可知，A1產(chǎn)量、百粒重、穗粒重及穗長均顯著高于A2，分別高13.98%、12.50%、9.60%和12.50%。其中，A1在B3播期下產(chǎn)量高于B2播期，A2在B6播期下產(chǎn)量顯著低于其他播期；A1在B1、B6播期百粒重顯著低于其他播期，A2在B2、B3、B4播期百粒重顯著高于其他播期，且A1在B3播期下百粒重最大。

表2 播期與品種對糯玉米產(chǎn)量性狀的影響Table 2 Effects of sowing date and variety on yield traits of waxy maize

不同播期顯著影響糯玉米穗粒重、穗長，其中B4播期糯玉米穗粒重顯著高于B6播期。B6播期下糯玉米穗長顯著低于其他播期，且B6播期糯玉米穗長較B3播期低20.1%。A1在B3、B4播期下穗粒重顯著高于B2播期，且顯著高于其他播期，A2在B1、B6播期穗粒重顯著低于其他播期。A1糯玉米品種在B4播期下穗長高于其他播期，其中顯著高于B5、B6播期，分別高11.6%、13.9%。A2在B3播期穗長高于B1、B2播期，且顯著高于B4、B5、B6播期，分別高11.1%、12.9%、25.5%。

2.2 播期與品種對糯玉米籽粒品質(zhì)的影響

播期與品種對糯玉米籽粒蛋白質(zhì)、淀粉、粗纖維、賴氨酸相對含量有顯著影響（表3）。經(jīng)方差分析可知，在糯玉米籽粒蛋白質(zhì)相對含量方面，A2糯玉米籽粒蛋白質(zhì)相對含量高于A1，高1.48%。A1品種B1、B2播期之間糯玉米籽粒蛋白質(zhì)相對含量差異不顯著但顯著高于其他播期（B3播期除外）。A1在B2播期糯玉米籽粒蛋白質(zhì)相對含量高于B5播期籽粒蛋白質(zhì)相對含量3.49%。A2在B2播期籽粒蛋白質(zhì)相對含量高于其他播期籽粒蛋白質(zhì)相對含量，其在B2播期糯玉米籽粒蛋白質(zhì)相對含量高于B4播期籽粒蛋白質(zhì)相對含量3.28%。在糯玉米籽粒淀粉相對含量方面，A1糯玉米籽粒淀粉相對含量高于A2，高1.38%，A1品種B1與B6播期下糯玉米籽粒淀粉相對含量低于其余播期，且B4、B5播期下糯玉米籽粒淀粉相對含量高于其余播期。

表3 播期與品種對糯玉米籽粒品質(zhì)的影響Table 3 Effects of sowing date and variety on grain quality of waxy maize %

在糯玉米籽粒粗纖維相對含量方面，A2籽粒粗纖維素相對含量高于A1，高10.4%。A2品種B6播期糯玉米籽粒粗纖維素相對含量顯著低于其他5個(gè)播期，且較B3播期糯玉米籽粒粗纖維素相對含量低5.5%。在各個(gè)播期下A2籽粒粗纖維素相對含量均高于A1。在糯玉米籽粒賴氨酸相對含量方面，A1品種的籽粒賴氨酸相對含量低于A2（B6播期除外），低8.1%。B6播期下糯玉米籽粒賴氨酸相對含量低于其余播期，且B3播期下糯玉米籽粒賴氨酸相對含量較B6播期下高72.9%。A1、A2在B1播期下糯玉米籽粒相對含量高于其余播期。B1、B2、B3以及B4播期下A2的籽粒賴氨酸相對含量高于A1，但B6播期下A1籽粒賴氨酸相對含量高于A2，高26.9%。

2.3 氣象因子與產(chǎn)量及品質(zhì)的相關(guān)性分析

2.3.1 積溫與糯玉米產(chǎn)量及品質(zhì)的相關(guān)性 從表4可以看出，積溫與產(chǎn)量、賴氨酸含量均呈極顯著正相關(guān)關(guān)系，相關(guān)系數(shù)分別為0.78、0.76；積溫與穗長、穗粒重、蛋白質(zhì)呈顯著正相關(guān)關(guān)系；積溫與淀粉含量呈負(fù)相關(guān)關(guān)系；積溫與百粒重、粗纖維含量沒有相關(guān)性。穗長與百粒重、穗粒重、產(chǎn)量呈極顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為0.74、0.75與0.78；百粒重與穗粒重、產(chǎn)量呈極顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為0.91和0.77；淀粉相對含量與蛋白質(zhì)、粗纖維相對含量呈顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系，相關(guān)系數(shù)分別為-0.59和-0.67。

表4 積溫與糯玉米產(chǎn)量及品質(zhì)的相關(guān)分析Table 4 Correlation analysis between accumulated temperature and yield and quality of waxy maize

2.3.2 降水量與糯玉米產(chǎn)量及品質(zhì)的相關(guān)性 從表5可以看出，降水量與穗粒重、產(chǎn)量、賴氨酸含量呈極顯著正相關(guān)關(guān)系，相關(guān)系數(shù)分別為0.72、0.83和0.74；降水量與穗長、百粒重呈顯著正相關(guān)關(guān)系；降水量與蛋白質(zhì)、粗纖維含量之間沒有顯著相關(guān)性；而降水量與淀粉含量呈負(fù)相關(guān)關(guān)系。

表5 降水量與糯玉米產(chǎn)量及品質(zhì)的相關(guān)分析Table 5 Correlation analysis between precipitation and yield and quality of waxy maize

3 討論

3.1 播期與品種對糯玉米產(chǎn)量性狀的影響

播期是影響玉米產(chǎn)量的最重要因素之一，適宜的播期可以充分利用生長期內(nèi)的光、溫、氣、熱資源，充分發(fā)揮當(dāng)?shù)刈匀画h(huán)境條件作用[12]。播期對玉米產(chǎn)量的影響是其與生長期內(nèi)光、熱、水、土等因子綜合作用的結(jié)果，然而因不同地區(qū)環(huán)境條件、玉米品種等方面的不同，其影響結(jié)果也不完全相同[13]。

有研究認(rèn)為，中國北方玉米適當(dāng)早播可以增加產(chǎn)量，早播可以為后期干物質(zhì)積累和長時(shí)間維持較高的物質(zhì)積累速度打下很好的物質(zhì)基礎(chǔ)[14]，而且許多研究結(jié)果表明有效積溫與產(chǎn)量成正相關(guān)關(guān)系[15]。本研究表明，早播B1（4月26日）、晚播B6（7月5日）處理下穗長、百粒重、穗粒重、產(chǎn)量均低于其他處理，且在B3播期下糯玉米的籽粒產(chǎn)量、穗長、百粒重、穗粒重均高于其余播期。這說明播種過早或過晚都不利于玉米產(chǎn)量的提高，與上述研究結(jié)果相反的原因可能是由于早播后由于糯玉米生育期短，授粉期容易受高溫脅迫，結(jié)實(shí)率降低，影響產(chǎn)量形成。而山西地區(qū)糯玉米的B3（5月24日）播期能避開灌漿期的高溫脅迫，充分利用山西當(dāng)?shù)毓?、溫、氣、熱等生態(tài)因子，有利于提高玉米有機(jī)物質(zhì)的合成速率與積累量，從而提高糯玉米籽粒產(chǎn)量水平。且山西中部地區(qū)糯玉米適宜播種期應(yīng)為小滿附近。與曹慶軍等[16]在研究播期對吉林省玉米產(chǎn)量及品質(zhì)的影響研究過程中提出的播種過早或過晚不利于玉米生物量的積累，適期播種有利于保持相對較高的物質(zhì)積累速率，且穗粒數(shù)、百粒重及產(chǎn)量水平最高的結(jié)論相一致。且通過相關(guān)性分析發(fā)現(xiàn)，積溫、降水量與產(chǎn)量、穗長、穗粒重以及百粒重的相關(guān)關(guān)系均達(dá)到顯著水平，與鄭洪建等[17]的研究結(jié)果一致。

3.2 播期與品種對糯玉米品質(zhì)性狀的影響

玉米的基因型與環(huán)境因子是造成籽粒品質(zhì)不同的主要因素[18]，特別是光、溫、氣、熱等氣候因子對玉米的品質(zhì)影響較大[19]。劉淑云等[20]通過播期和品種試驗(yàn)結(jié)果表明，氣溫差是影響玉米籽粒品質(zhì)形成的關(guān)鍵因子。本研究表明播期與品種對糯玉米籽粒蛋白質(zhì)、粗纖維素、淀粉以及賴氨酸相對含量均有顯著影響，與許佳琦等[21]在不同播期對玉米產(chǎn)量和品質(zhì)的影響研究中提出的播期對玉米籽粒粗蛋白、粗淀粉、可溶性蛋白含量等玉米品質(zhì)有顯著影響的研究結(jié)果相近。提前播種有利于糯玉米籽粒蛋白質(zhì)、賴氨酸相對含量的提高，B6播期下糯玉米籽粒粗纖維、賴氨酸相對含量分別低于其他播期，說明推遲播期會降低糯玉米籽粒粗纖維素、賴氨酸相對含量。B4、B5播期下糯玉米籽粒淀粉相對含量高于其他播期處理，說明適當(dāng)推遲播期有利糯玉米籽粒淀粉相對含量的提高。同時(shí)，糯玉米籽粒中粗纖維相對含量與品種的遺傳背景有密切聯(lián)系。通過相關(guān)性分析發(fā)現(xiàn)，積溫、降水量與賴氨酸相對含量的相關(guān)關(guān)系達(dá)到極顯著水平，說明播期能夠顯著影響糯玉米籽粒賴氨酸相對含量。由于試驗(yàn)?zāi)晗藜捌贩N限制，今后將在多年定點(diǎn)試驗(yàn)基地上增加試驗(yàn)品種與更詳細(xì)的氣象資料。

4 結(jié)論

從產(chǎn)量性狀角度評價(jià)山西中晚熟地區(qū)糯玉米最適宜在B3（5月24日）播期左右；從糯玉米籽粒蛋白質(zhì)與賴氨酸含量角度評價(jià)山西中晚熟地區(qū)糯玉米的最適宜播期應(yīng)較B3播期適當(dāng)提前；從糯玉米籽粒粗纖維素與淀粉含量角度評價(jià)山西中晚熟地區(qū)糯玉米的最適宜播期應(yīng)較B3播期適當(dāng)推遲。因此，種植戶應(yīng)根據(jù)種植需求選擇最適宜播期。